小學老師用塑料瓶“手搓”火箭 模擬神二十實現助推、分離、回收
2025-04-30 12:14:40 來源: 封面新聞
1!2!3!發射!
“1!2!3!發射!”一枚模擬神舟二十號的火箭,從底部噴出大量水花后,層層推進完成升空……這枚在網上走紅的“水火箭”發射視頻,是浙江湖州一小學老師王印和學生們一起“手搓”制作的。
“火箭主體由塑料瓶制作,以水和空氣為‘燃料’,通過向密閉的瓶內加壓,再噴射出瓶內的水作為動力升空。最難的還是5個噴口同時發射,誤差不能超過0。02秒,不然火箭就會歪掉?!?月29日,王印告訴封面新聞記者,他從2021年開始自制火箭,之前還被央視關注過。目前,他們已經自制了輕型、大型、重型等多種型號火箭,最高的達到了3米,能飛百米高,還能實現分級助推、分離和降落回收等,“作為老師,初衷還是為了激發學生們的學習熱情,培養航天興趣和動手動腦能力?!?/p>
結合小學四年級知識點 用塑料瓶制作“水火箭”飛天
“我們自制的實驗火箭,跟真實的火箭發射原理相同,主要是借助反沖力?!蓖跤〗榻B,小學四年級會學反沖力這個知識點,它是指當一個物體噴出氣體、液體或者固體時,被噴出的物體就會產生一個反方向的推力。
他說,為了方便學生們自己動手制作,火箭主體選用生活中常見的塑料瓶,將瓶口改裝成一個空氣閥門,而“燃料”就是普通的自來水和空氣。將火箭立在自制的發射架上,用打氣筒或氣泵向瓶內加氣,通過自行車上的剎車線連接閥門,按剎車線來拉動閥門,從而實現“點火”,火箭在反沖力的作用下就會快速升空。
“水火箭發射原理很簡單,但實際操作起來有一定難度?!彼f,火箭升空的速度很快,三四秒就能飛到百米高。出水的噴口大小,水和氣壓的比例等參數很重要,它們是控制推力大小的關鍵,從而決定火箭是否能以合適的速度順利升空,此外還給火箭安裝了尾翼,來控制其運動軌跡。
他還介紹,自制的火箭追求極限可以飛到200米左右,但出于安全方面的考慮,一般飛行高度控制在百米,同時飛得太高可能導致降落的更遠,也不方便回收。

誤差不能超過0.02秒 模擬神二十試飛成功
“我們自制火箭不是簡單做一次試驗,而是當成一個工程項目來做,從2021年開始,除了最基礎的火箭,一直再設計制作更多的火箭型號?!蓖跤≌f,參照真實的火箭命名,根據推力大小,目前自制了輕型、大型、重型等多種型號火箭。
他介紹,一般輕型火箭的高度在40厘米到50厘米,就是一個碳酸飲料瓶子大?。淮笮突鸺齽t在1米以上,由4個及以上的瓶子串在一起,這種多級火箭就可以實現助推分離,降落回收;還有2米以上的重型火箭,最大的可達3米,由12.9升的水桶制成,飛得更高,載物也能力更強。
他說,目前最新的火箭模擬神舟二十號,火箭捆綁了四個助推器,在上升的過程中,四個助推器會脫落。“最難的是5個噴口要同時發射,誤差不能超過0.02秒,如果超過了這個時間,火箭上升過程中可能就會被推歪了,經過多次試驗,最終找到了最佳方案發射成功。”
培養動手動腦能力 點燃孩子們的航天夢
“光靠嘴講解知識點可能抽象、枯燥,就想通過實驗的方式讓孩子們更直觀的理解?!蓖跤≌勂鹆水敵鯙楹螘е鴮W生們自制火箭,他大學學得機械工程專業,從小也喜歡做手工,就決定嘗試一下,沒想到取得了意外的成功。
“火箭升空的時候很壯觀,很能激發孩子學習的熱情?!彼f,帶著學生們做火箭不是為了最后的發射成功看著熱鬧、好玩,而是在研究制作的過程本身就是很好的教育過程,孩子們需要適合他們的項目,不能太難,也不能太容易,要有一定波折,讓他們去經歷、去體會,學會解決問題,學會創造發明。在未來,他們長大后面對不同領域時,也將這種能力應用到工作中。
他說,目前正在研發可垂直回收的火箭,火箭尾部由垂直支架構成,上升時支架收攏變成尾翼,下降時支架展開支持火箭站立,通過旋轉降落傘來保證火箭以豎直姿態下降,可直立落地。
封面新聞記者 楊博 楊濤
責任編輯:鄧旻璐